基于微觀評(píng)價(jià)指標(biāo)的城市道路交通擁堵評(píng)價(jià)研究

張海城，邱 欣，沈 翔

（浙江師范大學(xué)，浙江 金華 321004）

0 引言

城市道路交通擁堵已經(jīng)成為阻礙城市快速健康發(fā)展的焦點(diǎn)問(wèn)題之一，其所造成的經(jīng)濟(jì)、安全和環(huán)境等方面的重大損失已引起社會(huì)各方的廣泛關(guān)注。為了從交通擁堵發(fā)生的根源上找到緩解、控制城市交通擁堵，國(guó)內(nèi)外學(xué)者結(jié)合本國(guó)國(guó)情及區(qū)域特色，針對(duì)城市道路交通擁堵?tīng)顟B(tài)進(jìn)行了廣泛的研究。Meyer、Michael、Byrne等建立了一些主要城市區(qū)域的擁堵指標(biāo)，但不能對(duì)發(fā)生在不同地點(diǎn)或時(shí)間的擁堵進(jìn)行比較[2,3]。Lindley、Schrank、Marlon等根據(jù)道路路段以及城市區(qū)域的不同特點(diǎn)，基于充分的調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)擁堵指數(shù)中的參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)[4～6]。Francois和 Willis、Schwartz、Lomax 等建議對(duì)擁堵進(jìn)行量化，并提出了許多量化的性能指標(biāo)[7]。概括起來(lái)，目前國(guó)外交通擁堵評(píng)價(jià)指標(biāo)大體分為以下幾類：擁堵定義指標(biāo)、出行影響指標(biāo)、交通流參數(shù)指標(biāo)、服務(wù)水平指標(biāo)和其它指標(biāo)。其中，由于微觀層次的擁堵判斷指標(biāo)是各類擁堵相關(guān)指標(biāo)的研究基礎(chǔ)和研究依托，因此，擁堵研究最多的是微觀層次關(guān)于擁堵判定的指標(biāo)，它主要用于判斷擁堵的發(fā)生和嚴(yán)重程度，主要的微觀層次有出行時(shí)間指數(shù)、延誤率指標(biāo)、行程速度、占用率等。我國(guó)對(duì)城市擁堵評(píng)價(jià)的研究起步較晚，到目前為止，對(duì)于道路擁堵的研究基本處于探討階段，鄧衛(wèi)等基于高速公路交通突變理論，提出了在確認(rèn)交通擁堵出現(xiàn)的同時(shí)判別交通擁堵類型的算法[8]。佟炳勛從交通擁堵與道路服務(wù)水平的關(guān)系出發(fā)，對(duì)道路交通擁堵進(jìn)行了界定[9]。孟路等使用模糊數(shù)學(xué)工具對(duì)城市道路網(wǎng)絡(luò)的擁堵度進(jìn)行模糊識(shí)別，以此判斷道路交通狀況[10]。交通擁堵是城市交通運(yùn)行狀況的一種表現(xiàn)，歸根結(jié)底，城市交通擁堵評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容之一是對(duì)道路交通運(yùn)行狀況的評(píng)價(jià)。本文按交通構(gòu)成元素來(lái)看，以路段擁堵評(píng)價(jià)基本要素、和交叉口擁堵評(píng)價(jià)基本要素兩類要素為出發(fā)點(diǎn)，提出具體指標(biāo)分析城市道路的運(yùn)行狀況，多方面的反映交通擁堵在路網(wǎng)中的表現(xiàn)，并確定各指標(biāo)的數(shù)據(jù)獲取參數(shù)。研究成果以期為后階段緩解交通擁堵工作方案及交通發(fā)展政策的制訂和評(píng)價(jià)工作提供有力的支持和保障。

1 路段擁堵評(píng)價(jià)基本要素

路段擁堵的技術(shù)指標(biāo)主要有路段平均速度、路段飽和度、路段平均延誤時(shí)間、路段單位里程平均停車時(shí)間。

1.1 路段平均速度

路段平均速度是指行駛在某一特定長(zhǎng)度路段內(nèi)全部車輛的車速分布的平均值，即區(qū)間平均速度。單位：km/h。路段平均速度值的大小是出行者對(duì)交通擁堵?tīng)顟B(tài)的最直觀感受之一，直接反映了路段的擁堵?tīng)顟B(tài)。

表1給出了道路平均行程速度與其交通擁堵?tīng)顟B(tài)之間的關(guān)系，根據(jù)速度值的大小將其分為五個(gè)等級(jí)，不同取值對(duì)應(yīng)不同等級(jí)，不同等級(jí)的平均速度代表了不同的交通擁堵?tīng)顟B(tài)。以快速路為例，給出快速路車流平均速度評(píng)價(jià)等級(jí)參考標(biāo)準(zhǔn)。

表1 快速路車流平均速度評(píng)價(jià)等級(jí)參考標(biāo)準(zhǔn)

1.2 路段負(fù)荷度

路段飽和度是指路段實(shí)際交通量與路段通行能力的比值。單位：無(wú)。路段負(fù)荷度是交通需求與交通供應(yīng)關(guān)系的體現(xiàn)，反映了路段的服務(wù)水平。

式中：S為路段飽和度；V為進(jìn)口車道實(shí)際交通量（pcu/h）；C為進(jìn)口車道設(shè)計(jì)通行能力（pcu/h）。C為了方便對(duì)主要干道平均飽和度的理解，將其取值范圍定義為0到1，并且分為五個(gè)等級(jí)，不同取值對(duì)應(yīng)不同等級(jí)，不同等級(jí)的主要干道飽和度代表了不同的交通擁堵?tīng)顟B(tài)，見(jiàn)表2。

表2 主要干道平均飽和度評(píng)價(jià)等級(jí)參考標(biāo)準(zhǔn)

1.3 路段平均延誤時(shí)間

平均延誤時(shí)間是進(jìn)入路段的每輛車的平均延誤。該要素反映了路段交通性能及交通管理的效率和水平，常用來(lái)評(píng)價(jià)路段通暢情況及排隊(duì)情況。路段平均延誤評(píng)價(jià)等級(jí)參考標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表3。

式中：dˉ－平均延誤時(shí)間（s）；ds－總延誤（s）；η－時(shí)間段內(nèi)進(jìn)口車道的交通量。

表3 路段平均延誤評(píng)價(jià)等級(jí)參考標(biāo)準(zhǔn)

1.4 路段單位里程平均停車次數(shù)

路段單位里程平均停車次數(shù)是路段上平均每輛機(jī)動(dòng)車在運(yùn)行過(guò)程中單位長(zhǎng)度（取1 km）內(nèi)發(fā)生的停車次數(shù)。單位：次/km。該要素反映了路段上車輛在交通最為擁堵情況下的車輛反復(fù)啟動(dòng)和停車的運(yùn)行情況，值越大說(shuō)明車輛運(yùn)行過(guò)程中容易進(jìn)入排隊(duì)狀態(tài)，行駛舒適性差。以主干路為例，表4主干路停車次數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)參考值

表4 主干路停車次數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)參考值

1.5 路段單位里程平均停車時(shí)間

路段上平均每輛機(jī)動(dòng)車在運(yùn)行過(guò)程中單位長(zhǎng)度（每1 km）內(nèi)的平均停車時(shí)間。單位：min/km。在通常情況下，該要素與路段的擁堵程度呈現(xiàn)正比關(guān)系。以快速路為例，表5給出快速路停車時(shí)間評(píng)價(jià)指標(biāo)參考值。

表5 快速路停車時(shí)間評(píng)價(jià)指標(biāo)參考值

2 交叉口擁堵評(píng)價(jià)基本要素

交叉口擁堵的技術(shù)指標(biāo)主要有交叉口飽和度、交叉口平均排隊(duì)時(shí)間。

2.1 交叉口飽和度

交叉口實(shí)際交通量與其通行能力的比值。單位：無(wú)。該要素用于評(píng)價(jià)交叉口交通繁重程度和車流狀態(tài)，整體上反映交叉口總體的擁堵程度。該指標(biāo)反映了交叉口處的暢通程度，根據(jù)平均等待時(shí)間的長(zhǎng)短將其分為五個(gè)等級(jí)，分別反映不同的交叉口運(yùn)行狀況。該標(biāo)準(zhǔn)參考了北京市市政設(shè)計(jì)院建議的路口服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表6。

表6 交叉口平均飽和度分等級(jí)參考標(biāo)準(zhǔn)

2.2 交叉口平均排隊(duì)時(shí)間

交叉口平均排隊(duì)時(shí)間是指在通過(guò)交叉口前，車輛在各個(gè)進(jìn)口道排隊(duì)等候時(shí)間的平均值。單位：秒。該要素反映了交叉口各進(jìn)口道擁堵阻塞狀況，是衡量交叉口交通服務(wù)水平的重要指標(biāo)，參考標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表7。

表7 交叉口平均排隊(duì)時(shí)間分等級(jí)參考標(biāo)準(zhǔn)

3 評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)采集方法

對(duì)于路段評(píng)價(jià)基本要素、交叉口擁堵評(píng)價(jià)基本要素中的具體指標(biāo)需要采集相關(guān)數(shù)據(jù)，在表8中，明確了需要采集的參數(shù)。

表8 擁堵評(píng)價(jià)基本要素?cái)?shù)據(jù)采集參數(shù)

4 案例分析

以金華市城市中心城區(qū)的主干道路為依托，基于上述微觀評(píng)價(jià)分析指標(biāo)對(duì)其交通擁堵?tīng)顟B(tài)進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集時(shí)間為2011年3月。連接江南江北道路區(qū)段晚高峰單位里程平均停車時(shí)間的計(jì)算結(jié)果，見(jiàn)圖1。由此可知，工作日晚高峰時(shí)段八一北街（路口）至通濟(jì)橋（橋頭），通濟(jì)橋（橋頭）至城南橋（橋頭）路段的平均停車時(shí)間基本在35 s以上，這些路段大都處于“中度擁堵”或路段，此時(shí)，在該路段行駛的車輛需要長(zhǎng)時(shí)間原地等待，駕駛舒適性比較低。星期日早高峰時(shí)段停車時(shí)間為普遍增長(zhǎng)，此時(shí)段該區(qū)域內(nèi)各路段處于“嚴(yán)重?fù)矶隆?，駕駛舒適性較低。

5 結(jié)論

本文從路段、交叉口兩類基本要素的角度提出了交通擁堵評(píng)價(jià)指標(biāo)及擁堵判定標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)其中的具體指標(biāo)的數(shù)據(jù)采集參數(shù)進(jìn)行了具體表述。結(jié)合實(shí)際對(duì)金華城市道路交通擁堵現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，揭揭示了金華交通擁堵的部分特征。本文對(duì)城市交通擁堵進(jìn)行連續(xù)、系統(tǒng)評(píng)價(jià)的研究成果，無(wú)論是對(duì)政府摸清城市路網(wǎng)運(yùn)行情況，政策措施實(shí)施效果，還是對(duì)以后要實(shí)施治理?yè)矶碌拇胧┖驼叨加蟹浅Ｖ匾囊饬x。

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